Plutonio

Plutonio estas kemia elemento en la perioda tabelo kiu havas la simbolon Pu kaj atomnumeron 94. Ĝi ne havas stabilajn izotopojn (estas radioaktiva), ne havas nature prezentiĝantajn izotopojn (nomiĝas ankaŭ "transurana elemento"), estas rara tero kaj elemento en la aktinoida serio. Plutonio estas arĝent-kolora metalo kiu flaviĝos kiam malkovrita al aero. Ĝi estas la ĉefa elemento de nukleaj armiloj.

Historio

Oni unue sukcesis produkti plutonion 1940-12-14 ĉe la universitato "University of California, Berkeley", sed la malkovro estis sekreta pro la milita situacio ĝis la jaro 1948. Nuntempe oni scias ke tre minimumaj kvantoj da plutonio ĉiam prezentiĝis en la naturo (dise enmiksite en U-238), sed la plej granda parto de la totala kvanto nun estas plutonio intence aŭ neintence produktita dum uzo kaj prilaboro de uranio.

Izotopoj

• ²³⁸Pu: estiĝas per reakcio inter ²³⁸U kaj ²D (peza hidrogeno) kun sekva β-disfalo:

$\begin{array}{cc}{\phantom{A}}_{\phantom{92}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}92}^{\phantom{2}238}\mathrm{U}+{\phantom{A}}_{\phantom{1}}^{\phantom{2}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}1}^{\phantom{2}2}\mathrm{D}⟶& {\phantom{A}}_{\phantom{93}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}93}^{\phantom{2}238}\mathrm{N}\mathrm{p}+2{\phantom{A}}_0^1\mathrm{n}\\ & {\phantom{A}}_{\phantom{93}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}93}^{\phantom{2}238}\mathrm{N}\mathrm{p}\underset{2.117\mathrm{d}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{94}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}94}^{\phantom{2}238}\mathrm{P}\mathrm{u}\end{array}$

²³⁸Pu havas duoniĝan tempon je 87.74 jaroj kaj eligas varmopovumon je 560 W/Kg (vato/kilogramo).

• ²³⁹Pu: estiĝas per kapto de neŭtrono ĉe uran-izotopo ²³⁸U kun du sekvaj β-disfaloj:

${\phantom{A}}_{\phantom{92}}^{\phantom{238}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}92}^{\phantom{2}238}\mathrm{U}+{\phantom{A}}_{\phantom{0}}^{\phantom{1}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}0}^{\phantom{2}1}\mathrm{n}⟶{\phantom{A}}_{\phantom{92}}^{\phantom{239}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}92}^{\phantom{2}239}\mathrm{U}\underset{23.5\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{93}}^{\phantom{239}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}93}^{\phantom{2}239}\mathrm{N}\mathrm{p}\underset{2.3565\mathrm{d}}{\overset{\mathrm{\beta }{\phantom{A}}^{-}}{\to }}{\phantom{A}}_{\phantom{94}}^{\phantom{239}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}94}^{\phantom{2}239}\mathrm{P}\mathrm{u}$

²³⁹Pu havas duoniĝan tempon je 24'100 jaroj kaj eligas varmopovumon je 1.9 W/Kg (vato/kilogramo).

• ²⁴⁰Pu: estiĝas per kapto de neŭtrono el ²³⁹Pu. Same povas estiĝi el ²³⁹Pu la pli altaj izotopoj ²⁴¹Pu kaj ²⁴²Pu.

Apliko

• ²³⁸Pu en radioizotopa generatoro, (t.n. "Plutonio-baterioj") por provizo de elektra energio en kosmosondiloj (ekzemple Cassini-Huygens), nuntempe nur tiuj kiuj multe malproksimiĝas de suno. Pli frue, oni uzis radioizotopajn generatorojn ankaŭ en satelitoj.
• ²³⁹Pu kiel fendigaĵo en nukleaj armiloj kaj fendigaĵo en regeneraj reaktoroj (kiuj tamen neniam utiliĝis en nukleaj elektrejoj).
• ²⁴¹Pu kiel fendigaĵo en etaj (povumarmaj) nukleaj armiloj.

Vidu ankaŭ

• Glenn Theodore Seaborg (kemiisto)
• Nukleaj armiloj